ES2876329T3 - Caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando tomografía de coherencia óptica - Google Patents

Abstract

Un método (400) para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, comprendiendo el método: recibir datos (402) de escaneo tridimensionales (3D) de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica, en donde los datos de escaneo 3D incluyen datos de escaneo de líneas para una pluralidad de líneas; utilizar los datos (404) de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, detectar la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea; basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, detectar ubicaciones de la membrana a lo largo de la primera línea (406), siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana desprendida; caracterizado por que el método comprende además la etapa de generar una máscara de primera línea sobre la primera línea (408) basándose en la ubicación de la membrana; utilizar una pluralidad de máscaras (110, 410) de línea, incluyendo la máscara de primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, generar una imagen de máscara de la interfaz vitreorretiniana, en la que la imagen de máscara describe regiones de membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas por las ubicaciones de la membrana; y en el que además la máscara (110) de línea comprende un valor numérico que indica una posición de la membrana (102), siendo la posición una posición absoluta o una posición relativa a otra característica.

Description

DESCRIPCIÓN

Caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando tomografía de coherencia óptica

ANTECEDENTES

Campo de la descripción

La presente descripción se refiere a la cirugía oftálmica y, más específicamente, a la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando tomografía de coherencia óptica (OCT).

Descripción de la técnica relacionada

En oftalmología, la cirugía ocular o cirugía oftálmica, salva y mejora la visión de decenas de miles de pacientes cada año. Sin embargo, dada la sensibilidad de la visión incluso a pequeños cambios en el ojo y la naturaleza diminuta y delicada de muchas estructuras oculares, la cirugía oftálmica es difícil de realizar y la reducción de errores quirúrgicos incluso menores o poco comunes o mejoras modestas en la precisión de las técnicas quirúrgicas pueden marcar una enorme diferencia en la visión del paciente después de la cirugía.

La cirugía oftálmica se realiza en el ojo y las estructuras visuales accesorias. Más específicamente, la cirugía vitreorretiniana abarca diferentes procedimientos delicados que implican partes internas del ojo, tales como el humor vítreo y la retina. Se utilizan diferentes procedimientos quirúrgicos vitreorretinianos, a veces con láser, para mejorar el rendimiento sensorial visual en el tratamiento de muchas enfermedades oculares, incluyendo membranas epimaculares, retinopatía diabética, hemorragia vítrea, agujero macular, desprendimiento de retina y complicaciones de la cirugía de cataratas, entre otras.

Durante la cirugía vitreorretiniana, un oftalmólogo generalmente utiliza un microscopio quirúrgico para ver el fondo de ojo a través de la córnea, mientras que los instrumentos quirúrgicos que penetran la esclerótica pueden ser introducidos para realizar cualquiera de una variedad de procedimientos diferentes. El microscopio quirúrgico proporciona imágenes y, opcionalmente, iluminación del fondo de ojo durante la cirugía vitreorretiniana. El paciente generalmente se encuentra en decúbito supino bajo el microscopio quirúrgico durante la cirugía vitreorretiniana y se utiliza un espéculo para mantener el ojo expuesto. Dependiendo del tipo de sistema óptico utilizado, el oftalmólogo tiene un campo de visión determinado del fondo de ojo, que puede variar desde un campo de visión estrecho hasta un campo de visión amplio que puede extenderse a las regiones periféricas del fondo de ojo.

Además de ver el fondo de ojo, algunos microscopios quirúrgicos pueden estar equipados con escáneres ópticos para proporcionar información adicional acerca de las partes del tejido ocular implicadas con la cirugía vitreorretiniana. Los escáneres ópticos se pueden integrar óptica o electromecánicamente en el microscopio quirúrgico. Un tipo de escáner óptico comúnmente utilizado en oftalmología es la tomografía de coherencia óptica (OCT), que también se utiliza durante la cirugía vitreorretiniana y se puede integrar con la óptica de un microscopio quirúrgico.

Además, durante la cirugía vitreorretiniana, un procedimiento común que un cirujano puede realizar es el despegado de membranas ubicadas en o por encima de la interfaz vitreorretiniana. Por ejemplo, el despegado de la membrana limitante interna (ILM) se realiza durante el tratamiento quirúrgico vitreorretiniano de una variedad de afecciones retinianas. El despegado de la membrana es un procedimiento estándar en muchas cirugías vitreorretinianas. Sin embargo, las membranas vitreorretinianas, tales como la ILM, son muy delgadas y casi transparentes. Por lo tanto, el despegado de la membrana es una tarea desafiante incluso para cirujanos vitreorretinianos experimentados.

Se hace referencia a los documentos citados WO2010/117386 y US2007/216909 que se consideran representativos del estado de la técnica.

RESUMEN

Se apreciará que el alcance de la invención está de acuerdo con las reivindicaciones. Por consiguiente, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1, un sistema de procesamiento de imágenes de acuerdo con la reivindicación 8 y un artículo de fabricación que comprende medios de memoria no transitorios de acuerdo con la reivindicación 11. Otras características opcionales están de acuerdo con las reivindicaciones dependientes.

Las realizaciones descritas de la presente descripción proporcionan un método y un sistema para mejorar la detección, visualización y caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando datos de escaneo óptico recopilados por OCT. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT pueden eliminar la utilización de tintes de membrana durante la cirugía vitreorretiniana y pueden simplificar los procedimientos quirúrgicos vitreorretinianos en consecuencia. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT pueden permitir la identificación de la interfaz vitreorretiniana a partir de los datos de escaneo de OCT y pueden ayudar a separar las membranas de la retina. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT pueden mejorar la detección de la membrana vitreorretiniana al detectar y extraer automáticamente información acerca de la región de la membrana a partir de datos de escaneo de OCT tridimensionales (3D) y, posteriormente, superponer la información de la membrana extraída sobre una vista óptica del fondo de ojo. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT se pueden utilizar durante la cirugía vitreorretiniana y se pueden integrar para emitir una imagen de superposición que se ve a través de un óculo de un microscopio quirúrgico o un dispositivo de visualización externo. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT se pueden utilizar para guiar a un cirujano que realiza un procedimiento de despegado de la membrana durante la cirugía vitreorretiniana. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento para la caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando OCT se pueden utilizar junto con procedimientos de diagnóstico o clínicos que implican ver el fondo de ojo y, en particular, la mácula.

En un aspecto, un método descrito es para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas. El método puede incluir recibir datos de escaneo 3D de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica. En el método, los datos de escaneo 3D pueden incluir datos de escaneo de líneas para una pluralidad de líneas. El método puede incluir, utilizando los datos de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, detectar la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea. Basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, el método puede incluir la detección de ubicaciones de las membranas a lo largo de la primera línea, siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana. Basándose en las ubicaciones de la membrana, el método puede incluir generar una máscara de primera línea sobre la primera línea.

En cualquiera de las realizaciones descritas, el método puede incluir, utilizar una pluralidad de máscaras de línea, incluida la máscara de primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, generar una imagen de máscara de la interfaz vitreorretiniana. En el método, la imagen de máscara puede describir regiones de la membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas por las ubicaciones de la membrana.

En cualquiera de las realizaciones descritas, el método puede incluir superponer la imagen de máscara sobre una imagen óptica correspondiente de la interfaz vitreorretiniana para generar una imagen de superposición y enviar la imagen de superposición a un usuario.

En cualquiera de las realizaciones descritas del método, los datos de escaneo 3D y la imagen óptica pueden corresponder a una región de interés de la interfaz vitreorretiniana seleccionada por el usuario.

En cualquiera de las realizaciones descritas del método, la emisión de la imagen de superposición puede incluir además la emisión de la imagen de superposición a un óculo de un microscopio quirúrgico.

En cualquiera de las realizaciones descritas del método, recibir los datos de escaneo 3D puede incluir además la recopilación de los datos de escaneo 3D utilizando el microscopio quirúrgico.

En cualquiera de las realizaciones descritas del método, las ubicaciones de la membrana pueden ser indicativas de al menos una de: una membrana desprendida, una membrana adherida, un grosor de la membrana, una posición absoluta de la membrana, una posición relativa de la membrana a otra característica y un tipo de membrana.

Otro aspecto descrito incluye un sistema de procesamiento de imágenes para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, incluyendo el sistema de procesamiento de imágenes un procesador que permite acceder a medios de memoria que almacenan instrucciones ejecutables por el procesador para realizar el método. Otro aspecto descrito incluye un artículo de fabricación que comprende medios de memoria no transitorios para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, los medios de memoria almacenando instrucciones ejecutables por un procesador para realizar el método.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una comprensión más completa de la presente invención y sus características y ventajas, se hace ahora referencia a la siguiente descripción, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La FIGURA 1 muestra una realización de datos de escaneo de líneas de OCT y una imagen de máscara;

La FIGURA 2 muestra una realización de una imagen de máscara y una imagen de superposición;

La FIGURA 3 es un diagrama de bloques de elementos seleccionados de una realización de un sistema de procesamiento de imágenes;

La FIGURA 4 es un diagrama de flujo de elementos seleccionados de un método para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas; y

La FIGURA 5 es un diagrama de bloques de elementos seleccionados de una realización de un instrumento de escaneo de microscopía quirúrgica.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIÓN(ES) PARTICULAR(ES)

En la siguiente descripción, se exponen detalles a modo de ejemplo para facilitar la exposición del tema descrito. Sin embargo, para un experto en la materia debería resultar evidente que las realizaciones descritas son ejemplares y no exhaustivas de todas las realizaciones posibles.

Como se utiliza en el presente documento, una forma con guiones de un número de referencia se refiere a una instancia específica de un elemento y la forma sin guiones del número de referencia se refiere al elemento colectivo. Así, por ejemplo, el dispositivo '12-1 'se refiere a una instancia de una clase de dispositivo, que puede denominarse colectivamente como dispositivos '12' y cualquiera de los cuales puede denominarse genéricamente como un dispositivo '12'.

Como se señaló anteriormente, durante la cirugía vitreorretiniana, un cirujano puede ver el fondo de un ojo de un paciente utilizando un microscopio quirúrgico, por ejemplo, junto con una lente de contacto colocada en la córnea. Para realizar cualquiera de una variedad de procedimientos quirúrgicos, el cirujano puede despegar una membrana en la interfaz vitreorretiniana, tal como la ILM o la membrana epirretiniana (ERM). El despegado de la membrana es un procedimiento estándar en muchas cirugías vitreorretinianas. Por ejemplo, el despegado de la ILM se realiza a menudo durante cirugías de agujero macular (MH), membrana epirretiniana (ERM) y edema macular diabético (DME). Sin embargo, la ILM es una membrana delgada y transparente que es difícil de visualizar, lo que hace que el despegado de la ILM sea una tarea desafiante incluso para los cirujanos vitreorretinianos experimentados. Para facilitar el despegado de la membrana durante la cirugía vitreorretiniana, normalmente se realiza la tinción de la membrana con tintes vitales. El tinte mejora el contraste óptico de la membrana con los tejidos circundantes para el cirujano que la ve, lo que facilita la extracción de la membrana y consume menos tiempo. Sin embargo, la tinción de membranas con tintes, tales como la ILM, implica ciertos procedimientos que pueden complicar o prolongar la cirugía vitreorretiniana y pueden inducir reacciones adversas en algunos pacientes debido a la toxicidad de los tintes utilizados, tales como el verde de indocianina (ICG).

La tomografía de coherencia óptica (OCT) es una técnica de formación de imágenes transversal no invasiva que se utiliza ampliamente en oftalmología diagnóstica y clínica. Se ha demostrado la capacidad de la OCT para obtener imágenes de las membranas vitreorretinianas. Sin embargo, las imágenes de OCT directas pueden mostrar un contraste deficiente entre la retina y las membranas vitreorretinianas, limitando la visibilidad de la membrana. Aunque los escáneres OCT se han integrado con la óptica de los microscopios quirúrgicos, la operación del usuario de la instrumentación resultante puede resultar difícil de manejar y poco práctica para su utilización durante la cirugía vitreorretiniana. En particular, el cirujano puede desear correlacionar espacialmente la ubicación del escaneo óptico, así como los datos de escaneo indicativos del escaneo de profundidad del perfil, con la imagen óptica del microscopio quirúrgico, que puede ser difícil o llevar mucho tiempo de realizar durante la cirugía vitreorretiniana utilizando diferentes sistemas (es decir, el microscopio quirúrgico y el escáner óptico) con operaciones independientes y emisiones de dispositivo de visualización. Incluso cuando el escaneo de OCT se integra dentro de un microscopio quirúrgico utilizado para la cirugía vitreorretiniana, interpretar una gran cantidad de imágenes de OCT sin procesar en el entorno quirúrgico para intentar detectar una ubicación precisa de una membrana vitreorretiniana puede llevar mucho tiempo, ser tedioso e ineficaz.

La presente descripción se refiere a la detección, visualización y caracterización de la membrana vitreorretiniana utilizando procesamiento de imágenes en lugar de tinción con tinte. Como se describirá con más detalle, las imágenes de escaneo de líneas de OCT se utilizan para identificar automáticamente la interfaz vitreorretiniana y para aislar las ubicaciones de la membrana de la retina. Una pluralidad de imágenes de escaneo de líneas de OCT que comprenden datos de escaneo de OCT 3D pueden ser procesadas para generar una imagen de máscara que muestre las ubicaciones de la membrana. La imagen de máscara puede entonces superponerse con una imagen óptica correspondiente del fondo de ojo, tal como una imagen óptica vista por un cirujano utilizando un microscopio quirúrgico durante la cirugía vitreorretiniana, y puede ayudar al cirujano durante un procedimiento de despegado de la membrana. Otras imágenes ópticas maculares, tales como las que se utilizan en un entorno diagnóstico o clínico, también pueden superponerse con los datos de máscara para hacer visibles las ubicaciones de la membrana para diferentes fines, tales como la documentación, la preparación para la cirugía y la detección de la patogenia de la enfermedad ocular.

Con referencia ahora a los dibujos, la FIGURA 1 muestra una realización de los datos 100 de escaneo de líneas de OCT y una imagen 101 de máscara. Los datos 100 de escaneo de líneas de OCT se muestran como una imagen 2D que representa un escaneo de profundidad a lo largo de una línea en una interfaz vitreorretiniana 104-1. La región de interés, así como los parámetros de OCT, tales como profundidad, resolución, etc., de la interfaz vitreorretiniana 104-1 se pueden seleccionar de diferentes formas en diferentes realizaciones de los datos 100 de escaneo de líneas de OCT.

En los datos 100 de escaneo de líneas de OCT, la interfaz 104-1 de la retina vitreorretiniana se puede detectar utilizando el procesamiento de imágenes como una línea fronteriza entre la retina 108 y el humor vítreo 106. En los datos 100 de escaneo de línea de OCT, la interfaz vitreorretiniana 104-1 detectada por el procesamiento de imágenes se muestra como una frontera contorneada en el borde de la retina 108 y se duplica como una segunda instancia 104-2 para mostrar cómo se puede definir y limitar una región para la detección de la membrana. Por ejemplo, el procesamiento de imágenes para detectar la membrana 102 puede limitarse a la región de la imagen entre la interfaz vitreorretiniana 104-1 y la segunda instancia 104-2. La colocación de la segunda instancia 104-2 se puede realizar utilizando diferentes métodos, por ejemplo, tal como un número predeterminado de píxeles o una distancia dada lejos de la interfaz vitreorretiniana 104-1.

En la FIGURA 1, en el contexto del humor vítreo 106, una membrana 102 es visible en dos secciones, 102-1 y 102-2. En algunas realizaciones, las secciones 102-1 y 102-2 de la membrana pueden mostrar regiones desprendidas de la membrana. La membrana 102 puede ser la ILM u otra membrana vitreorretiniana. En base a las secciones 102-1 y 102-2 de la membrana a lo largo de la interfaz vitreorretiniana 104-1, se genera una máscara 110 de línea que indica las ubicaciones 110-1 y 110-2 de la membrana. Como se muestra, las ubicaciones 110-1 y 110-2 de la membrana corresponden espacialmente a las secciones 102-1 y 102-2 de la membrana respectivamente en longitud. Las ubicaciones 110-1 y 110-2 de la membrana se pueden utilizar en diferentes realizaciones para designar dos ubicaciones diferentes o una región entre las ubicaciones. La máscara 110 de línea, como se muestra, se genera utilizando datos binarios y puede indicar partes desprendidas de la membrana 102. La máscara 110 de línea se genera utilizando datos numéricos para indicar una posición de la membrana. La posición de la membrana puede ser una posición absoluta o una posición relativa, tal como en relación con otra característica en la imagen, tal como otro tejido ocular. Por ejemplo, en algunas realizaciones (no mostradas), la máscara 100 de línea puede ser un valor numérico que indica una posición de la membrana 102, tal como una posición absoluta o una posición relativa a otra característica, tal como la relativa a la interfaz vitreorretiniana 104-1.

A continuación, en la FIGURA 1, la imagen 101 de máscara representa un compuesto de una pluralidad de máscaras 110 de línea. La línea 112 indica una posición real de la máscara 110 de línea correspondiente a los datos 100 de escaneo de líneas de OCT. Por consiguiente, la región 116 de la membrana corresponde a la sección 102-1 de la membrana y a la ubicación 110-1 de la membrana, mientras que la región 114 de la membrana corresponde a la sección 102-2 de la membrana y la ubicación 110-2 de la membrana. Repitiendo sucesivamente la adquisición de datos 100 de escaneo de líneas de OCT para una pluralidad de líneas para generar datos de escaneo 3D, las partes restantes de la imagen 101 de máscara se pueden generarse como se ha descrito anteriormente.

La FIGURA 2 muestra una realización de la imagen 101 de máscara y la imagen 201 de superposición. La imagen 101 de máscara incluye las regiones 114, 116 de la membrana, como se describe con respecto a la FIGURA 1, entre otras regiones de la membrana que no están etiquetadas para mayor claridad descriptiva. La imagen 201 de superposición es una combinación de una imagen óptica correspondiente a una ubicación de la imagen 101 de máscara y la imagen 101 de máscara. En la imagen 201 de superposición, solo se muestran las regiones de la membrana de la imagen 101 de máscara y pueden tener diferentes colores, en diferentes realizaciones. Por consiguiente, las regiones 214 y 216 de la membrana corresponden directamente a las regiones 114 y 116 de la membrana, respectivamente.

Como se ha señalado, la imagen 201 de superposición se puede generar y enviar a un óculo de un microscopio quirúrgico que adquiere la imagen óptica. De esta manera, un cirujano que realiza cirugía vitreorretiniana utilizando el microscopio quirúrgico puede ver las regiones reales de la membrana correspondientes a una membrana en la interfaz vitreorretiniana. Repitiendo la adquisición de los datos 100 de escaneo de línea de OCT para generar datos de escaneo 3D sucesivos, la imagen 101 de máscara puede actualizarse continuamente en la imagen 201 de superposición para proporcionar imágenes de contraste en tiempo real en curso de las regiones de la membrana. En otras realizaciones, la imagen 201 de superposición se puede generar y emitir como una imagen estática, tal como para registrar un estado de la interfaz vitreorretiniana de un paciente para diferentes fines diagnósticos o clínicos.

Con referencia ahora a la FIGURA 3, se presenta un diagrama de bloques que ilustra elementos seleccionados de una realización de un sistema 300 de procesamiento de imágenes. En la realización representada en la FIGURA 3, el sistema 300 de procesamiento de imágenes incluye el procesador 301 acoplado a través del bus compartido 302 a los medios de memoria identificados colectivamente como la memoria 310.

El sistema 300 de procesamiento de imágenes, como se representa en la FIGURA 3, incluye además una interfaz 320 de comunicación que puede interconectar el sistema 300 de procesamiento de imágenes con diferentes entidades externas, tales como un escáner de OCT (no mostrado) para recibir datos de escaneo de línea 2D o datos de escaneo 3D. En algunas realizaciones, la interfaz 320 de comunicación se puede hacer funcionar para permitir que el sistema 300 de procesamiento de imágenes se conecte a una red (no mostrada en la FIGURA 3). En realizaciones adecuadas para el control de escaneo de imágenes durante la cirugía vitreorretiniana, el sistema 300 de procesamiento de imágenes, como se representa en la FIGURA 3, incluye una interfaz 304 de dispositivo de visualización que conecta el bus compartido 302, u otro bus, con un puerto de salida para uno o más dispositivos de visualización, tales como un dispositivo de visualización ocular de un microscopio quirúrgico o un dispositivo de visualización fuera de un microscopio quirúrgico.

En la FIGURA 3, la memoria 310 abarca medios persistentes y volátiles, medios fijos y extraíbles, y medios magnéticos y semiconductores. La memoria 310 puede funcionar para almacenar instrucciones, datos o ambos. La memoria 310, como se muestra, incluye conjuntos o secuencias de instrucciones, a saber, un sistema operativo 312 y una aplicación 314 de procesamiento de imágenes de la membrana. El sistema operativo (OS) 312 puede ser un sistema operativo UNIX o similar a UNIX, un sistema operativo de la familia Windows® u otro sistema operativo adecuado.

En diferentes realizaciones, el sistema 300 de procesamiento de imágenes se puede integrar con diferentes tipos de equipos. En una realización, el sistema 300 de procesamiento de imágenes está integrado con un microscopio quirúrgico. En realizaciones dadas, el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede interconectar directamente con un escáner de OCT. En algunas realizaciones, el sistema 300 de procesamiento de imágenes es un sistema autónomo que recibe datos de escaneo de OCT y datos de imágenes ópticas, y luego emite datos de imágenes de superposición, como se describe en el presente documento.

Con referencia ahora a la FIGURA 4, se representa en forma de diagrama de flujo un diagrama de flujo de elementos seleccionados de una realización de un método 400 para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, como se describe en el presente documento. Se observa que ciertas operaciones descritas en el método 400 pueden ser opcionales o se pueden reorganizar en diferentes realizaciones. El método 400 se puede realizar mediante la aplicación 314 de procesamiento de imágenes de membrana en la FIGURA 3.

El método 400 puede comenzar, en la etapa 402, recibiendo datos de escaneo tridimensionales (3D) de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica, incluyendo los datos de escaneo 3D datos de escaneo de líneas para una pluralidad de líneas. En la etapa 404, utilizando los datos de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, se detecta la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea. En la etapa 406, basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, se detectan las ubicaciones de la membrana a lo largo de la primera línea, siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana. En la etapa 408, basándose en las ubicaciones de la membrana, se genera una máscara de primera línea sobre la primera línea. En la etapa 410, utilizando una pluralidad de máscaras de línea, incluyendo la máscara de primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, se genera una imagen de máscara de la interfaz vitreorretiniana de tal manera que la imagen de máscara describe regiones de la membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas por las ubicaciones de la membrana. En la etapa 412, la imagen de la máscara se superpone sobre una imagen óptica correspondiente de la interfaz vitreorretiniana para generar una imagen de superposición. En la etapa 414, la imagen de superposición se envía a un usuario.

La FIGURA 5 es un diagrama de bloques que muestra un instrumento 500 de escaneo de microscopía quirúrgica. El instrumento 500 no está dibujado a escala, sino que es una representación esquemática. El instrumento 500 se puede utilizar durante la cirugía vitreorretiniana para ver y analizar un ojo humano 510. Como se muestra, el instrumento 500 incluye un microscopio quirúrgico 520, un sistema 300 de procesamiento de imágenes, un dispositivo de visualización externo 552 y un escáner 534 de OCT. También se muestran en la FIGURA 5 el sistema 540 de formación de imágenes, la lente 554 de contacto, así como la herramienta quirúrgica 516 y el iluminador 514.

Como se muestra, el microscopio quirúrgico 520 se representa en forma esquemática para ilustrar la funcionalidad óptica. Se entenderá que el microscopio quirúrgico 520 puede incluir otros componentes electrónicos y mecánicos diferentes, en diferentes realizaciones. Por consiguiente, el objetivo 524 puede representar un objetivo seleccionable para proporcionar un aumento o campo de visión deseado del fondo de ojo. El objetivo 524 puede recibir luz del fondo de ojo 510 a través de la lente de contacto 554 que descansa sobre una córnea del ojo 510. Se observa que se pueden utilizar otros tipos de lentes en el ojo 510 con el microscopio quirúrgico 520. Para realizar la cirugía vitreorretiniana, se pueden utilizar diferentes herramientas e instrumentos, incluyendo herramientas que penetran la esclerótica, representadas por la herramienta quirúrgica 516. El iluminador 514 puede ser una herramienta especial que proporciona una fuente de luz desde el fondo de ojo 510.

En la FIGURA 5, el microscopio quirúrgico 520 se muestra con una disposición binocular con dos trayectorias de luz distintas, pero sustancialmente iguales que permiten ver con binoculares 526 que comprenden un óculo izquierdo 526-L y un óculo derecho 526-R. Desde el objetivo 524, un haz de luz izquierdo se puede dividir en el divisor 528 de haz, desde donde el sistema 540 de formación de imágenes y el óculo izquierdo 526-L reciben la imagen óptica. También desde el objetivo 524, un haz de luz derecho se puede dividir en el espejo parcial 529, que también recibe el haz 530 de muestra del escáner 534 de OCT, y envía el haz 532 de medición al escáner 534 de OCT. El espejo parcial 529 también dirige una parte del haz de luz derecho al óculo derecho 526-R. El dispositivo 522 de visualización puede representar un componente optoelectrónico, tal como un sistema de procesamiento de imágenes que recibe datos del sistema 300 de procesamiento de imágenes y genera una imagen 201 de superposición para el óculo izquierdo 526-L y el óculo derecho 526-R, respectivamente. En algunas realizaciones, el dispositivo 522 de visualización incluye dispositivos de visualización en miniatura que envían imágenes a los binoculares 526 para que el usuario las vea.

En la FIGURA 5, el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede tener una interfaz eléctrica con el dispositivo 522 de visualización, por ejemplo, para emitir datos del dispositivo de visualización. De esta manera, el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede recibir datos de imágenes ópticas del sistema 540 de formación de imágenes, puede modificar los datos de imágenes ópticas como se describe en el presente documento, y puede enviar una imagen de visualización al dispositivo 522 de visualización que se ve en los binoculares 526. La emisión de la imagen del dispositivo de visualización al dispositivo 522 de visualización o dispositivo 552 de visualización externo mediante el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede corresponder a la imagen 201 de superposición, como se describió anteriormente. Debido a que la interfaz eléctrica entre el dispositivo 522 de visualización y el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede admitir datos de imágenes digitales, el sistema 300 de procesamiento de imágenes puede realizar el procesamiento de imágenes en tiempo real con frecuencias de actualización de imágenes relativamente altas. La dispositivo 552 de visualización externo puede emitir imágenes similares a las del dispositivo 522 de visualización, pero puede representar un monitor autónomo para que lo vean diferentes miembros del personal durante la cirugía vitreorretiniana. El dispositivo 522 de visualización o el dispositivo 552 de visualización externo se pueden implementar como una pantalla de visualización de cristal líquido, un monitor de ordenador, un televisor o similar. La dispositivo 522 de visualización o el dispositivo 552 de visualización externo pueden cumplir con un estándar de visualización para el tipo de dispositivo de visualización correspondiente, tal como matriz de gráficos de video (VGA), matriz de gráficos extendida (XGA), interfaz visual digital (DVI), interfaz multimedia de alta definición (HDMI) etc.

Con la disposición binocular del microscopio quirúrgico 520 en la FIGURA 5, el sistema 540 de formación de imágenes puede recibir una parte del haz de luz izquierdo que permite que el sistema de 540 formación de imágenes procese, visualice, almacene y manipule de otro modo los haces de luz y datos de imagen de forma independiente. Por consiguiente, el sistema 540 de formación de imágenes puede representar cualquiera de una variedad de tipos diferentes de sistemas de formación de imágenes, según se desee.

Como se muestra, el escáner 534 de OCT puede representar una realización de un escáner óptico. Cabe señalar que se pueden utilizar otros tipos de escáneres ópticos con la disposición representada en la FIGURA 5. El escáner 534 de OCT puede controlar la emisión del haz 530 de muestra y puede recibir el haz 532 de medición que se refleja en respuesta a los fotones del haz 530 de muestra que interactúan con el tejido en el ojo 510. El escáner 534 de OCT también puede habilitarse para mover el haz 530 de muestra a la ubicación seleccionada indicada por el usuario. El sistema 300 de procesamiento de imágenes puede interactuar con el escáner 534 de OCT, por ejemplo, para enviar comandos al escáner 534 de OCT indicando la ubicación seleccionada para generar datos de escaneo, y para recibir los datos de escaneo desde el escáner 534 de OCT. Se observa que el escáner 534 de OCT puede representar diferentes tipos de instrumentos y configuraciones de OCT, según se desee, tales como, entre otros, OCT en el dominio del tiempo (TD-OCT) y OCT en el dominio de la frecuencia (FD-OCT). En particular, los datos de escaneo generados por el escáner 534 de OCT pueden incluir datos de escaneo bidimensionales (2D) de un escaneo de línea y datos de escaneo tridimensionales (3D) para un escaneo de área. Los datos de escaneo pueden representar un perfil de profundidad del tejido escaneado que permite la formación de imágenes debajo de una superficie visible dentro del fondo de ojo 510, como se muestra en los datos 100 de escaneo de líneas de OCT (véase la FIGURA 1).

En el funcionamiento del instrumento 500, el usuario puede ver el fondo del ojo 510 utilizando binoculares mientras se realiza la cirugía vitreorretiniana en el ojo 510. El usuario puede proporcionar una entrada de usuario para hacer funcionar el escáner 534 de OCT. Por ejemplo, la entrada del usuario puede incluir una primera indicación de una ubicación seleccionada dentro del campo de visión para generar datos de escaneo. El sistema 300 de procesamiento de imágenes puede recibir entonces los datos de escaneo del escáner 534 de OCT y generar una imagen 101 de máscara indicativa de los datos de escaneo, a partir de los cuales se determinan las ubicaciones y regiones de la membrana, como se describe anteriormente. El sistema 300 de procesamiento de imágenes puede entonces superponer la imagen 101 de máscara sobre una imagen óptica capturada por el microscopio quirúrgico 520, como se describió anteriormente. De esta manera, la imagen de visualización vista por el usuario en el binocular 526 puede incluir la información actualizada más reciente con respecto al escaneo óptico.

Se pueden realizar modificaciones, adiciones u omisiones al instrumento 500 de escaneo de microscopía quirúrgica sin apartarse del alcance de la descripción. Los componentes y elementos del instrumento 500 de escaneo de microscopía quirúrgica, como se describe en el presente documento, se pueden integrar o separar de acuerdo con aplicaciones particulares. El instrumento 500 de escaneo de microscopía quirúrgica se puede implementar utilizando más, menos o diferentes componentes en algunas realizaciones.

Como se describe en el presente documento, los datos de escaneo de OCT se utilizan para detectar y caracterizar automáticamente las membranas vitreorretinianas de una manera espacialmente precisa para generar una imagen de máscara. La imagen de la máscara puede caracterizar diferentes aspectos de una membrana vitreorretiniana. La imagen de máscara se superpone entonces con una imagen óptica de la retina para permitir la visualización de la membrana vitreorretiniana.

La materia descrita anteriormente ha de considerada ilustrativa y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas están destinadas a cubrir todas las modificaciones, mejoras y otras realizaciones que caen dentro del alcance de la presente descripción. Por tanto, en la medida máxima permitida por la ley, el alcance de la presente descripción se determinará mediante la interpretación más amplia permisible de las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes, y no estará restringido o limitado por la descripción detallada anterior.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un método (400) para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, comprendiendo el método:

recibir datos (402) de escaneo tridimensionales (3D) de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica, en donde los datos de escaneo 3D incluyen datos de escaneo de líneas para una pluralidad de líneas;

utilizar los datos (404) de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, detectar la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea;

basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, detectar ubicaciones de la membrana a lo largo de la primera línea (406), siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana desprendida;

caracterizado por que el método comprende además la etapa de generar una máscara de primera línea sobre la primera línea (408) basándose en la ubicación de la membrana; utilizar una pluralidad de máscaras (110, 410) de línea, incluyendo la máscara de primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, generar una imagen de máscara de la interfaz vitreorretiniana, en la que la imagen de máscara describe regiones de membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas por las ubicaciones de la membrana; y

en el que además la máscara (110) de línea comprende un valor numérico que indica una posición de la membrana (102), siendo la posición una posición absoluta o una posición relativa a otra característica.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende, además:

superponer la imagen (412) de máscara sobre una imagen de la interfaz vitreorretiniana para generar una imagen (201) de superposición; y

enviar la imagen (201) de superposición a un usuario (414).

3. El método de la reivindicación 2, en el que los datos de escaneo 3D y la imagen corresponden a una región de interés de la interfaz vitreorretiniana seleccionada por el usuario.

4. El método de la reivindicación 2, en el que la emisión de la imagen (414) de superposición comprende, además:

enviar la imagen de superposición a un óculo de un microscopio quirúrgico.

5. El método de la reivindicación 4, en el que recibir los datos (402) de escaneo 3D comprende, además: recopilar los datos de escaneo 3D utilizando el microscopio quirúrgico.

6. El método de la reivindicación 1, en el que las ubicaciones de la membrana también son indicativas de al menos uno de: un grosor de la membrana; y un tipo de membrana.

7. Un sistema (300) de procesamiento de imágenes para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, comprendiendo el sistema de procesamiento de imágenes:

un procesador (301) configurado para acceder a los medios de memoria que almacenan instrucciones ejecutables por el procesador para:

recibir datos de escaneo tridimensionales (3D) de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica, en donde los datos de escaneo 3D incluyen datos de escaneo de líneas para una pluralidad de líneas;

utilizar los datos de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, detectar la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea;

basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, detectar las ubicaciones de la membrana a lo largo de la primera línea, siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana desprendida;

caracterizado por que el procesador está configurado además para generar una máscara de primera línea sobre la primera línea, basándose en la ubicación de la membrana,

utilizar una pluralidad de máscaras (110, 410) de línea, incluyendo la máscara de la primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, para generar una imagen (101) de máscara de la interfaz vitreorretiniana, en la que la imagen (101) de máscara describe regiones de membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas por las ubicaciones (110) de la membrana; y

en el que además la máscara (110) de línea comprende un valor numérico que indica una posición de la membrana (102), siendo la posición una posición absoluta o una posición relativa a otra característica.

8. El sistema de procesamiento de imágenes de la reivindicación 7, en el que las ubicaciones (110) de la membrana también son indicativas de al menos uno de: un grosor de membrana; y un tipo de membrana

9. Un artículo de fabricación que comprende medios de memoria no transitoria para caracterizar membranas en interfaces vitreorretinianas, almacenando los medios de memoria instrucciones ejecutables por un procesador (301) para:

recibir datos de escaneo tridimensionales (3D) de una interfaz vitreorretiniana recopilados utilizando tomografía de coherencia óptica, en donde los datos de escaneo 3D incluyen datos de escaneo de línea para una pluralidad de líneas;

utilizar los datos de escaneo de líneas correspondientes a una primera línea incluida en la pluralidad de líneas en la interfaz vitreorretiniana, detectar la interfaz vitreorretiniana sobre la primera línea;

basándose en la interfaz vitreorretiniana detectada, detectar las ubicaciones de la membrana a lo largo de la primera línea, siendo las ubicaciones de la membrana indicativas de una membrana vitreorretiniana; y caracterizado por que el procesador está configurado además para generar una máscara de primera línea sobre la primera línea, basándose en la ubicación de la membrana,

en el que las ubicaciones de la membrana son indicativas de una membrana desprendida;

utilizar una pluralidad de máscaras (110) de línea, incluyendo la máscara de primera línea, correspondiente a la pluralidad de líneas, generar una imagen (101) de máscara de la interfaz vitreorretiniana, en la que la imagen de máscara describe regiones de membrana en 2 dimensiones (2D) compuestas de las ubicaciones de la membrana; y

en el que además la máscara (110) de línea comprende un valor numérico que indica una posición de la membrana (102), siendo la posición una posición absoluta o una posición relativa a otra característica.

10. El sistema de procesamiento de imágenes de la reivindicación 7 o el artículo de fabricación de la reivindicación 9, que comprende además instrucciones para:

superponer la imagen de máscara sobre una imagen de la interfaz vitreorretiniana para generar una imagen (201) de superposición; y

enviar la imagen (201) de superposición a un usuario.

11. El sistema de procesamiento de imágenes de la reivindicación 10 o el artículo de fabricación de la reivindicación 10, en el que los datos de escaneo 3D y la imagen corresponden a una región de interés de la interfaz vitreorretiniana seleccionada por el usuario.

12. El sistema de procesamiento de imágenes de la reivindicación 10 o el artículo de fabricación de la reivindicación 10, en el que las instrucciones para emitir la imagen (201) de superposición comprenden además instrucciones para:

enviar la imagen de superposición a un óculo de un microscopio quirúrgico.

13. El sistema de procesamiento de imágenes de la reivindicación 7 o el artículo de fabricación de la reivindicación 9, en el que las instrucciones para recibir los datos de escaneo 3D comprenden además instrucciones para:

recopilar los datos de escaneo 3D utilizando el microscopio quirúrgico.